By this author

Comparison of ray-tracing and diffraction methods for correcting aberrations in transcranial focusing of ultrasound field

Issue number 4 from 02.03.2026

Теоретически оценены возможности использования лучевого и дифракционного методов коррекции аберраций, применяющихся в неинвазивной нейрохирургии для фокусировки ультразвука высокой интенсивности через кости черепа на различных глубинах в мозге человека. При анализе использовались данные компьютерной томографии головы с различными геометрическими характеристиками черепа в рамках анонимизированного набора из восьми пациентов. В качестве излучателя рассматривалась фазированная решетка с абсолютно плотным мозаичным заполнением поверхности 256 элементами, рабочей частотой 1 МГц, имеющая форму сферической чаши с радиусом кривизны и диаметром 200 мм. Компенсация аберраций лучевым методом проводилась путем расчета набега фаз вдоль лучей, исходящих из целевой точки к центрам элементов. В дифракционном методе при коррекции аберраций и расчете фокусировки ультразвука использовалась комбинация интеграла Рэлея и псевдоспектрального численного метода решения волнового уравнения в неоднородной среде, реализованного в программном пакете k-Wave. Показано, что наибольшие искажения поля наблюдаются для черепов с более выраженной вариацией толщины костной ткани. Дифракционный метод позволяет повысить эффективность фокусировки, а также проводить коррекцию на меньших глубинах по сравнению с лучевым методом.

74 0

NUMERICAL MODEL FOR DESCRIBING THREE-DIMENSIONAL ACOUSTIC FIELDS IN INHOMOGENEOUS MEDIA USING WIDE-ANGLE PARABOLIC APPROXIMATION

Issue number 6 from 02.03.2026

Представлен численный метод расчета акустического поля в плавно-неоднородной среде, основанный на использовании трехмерной широкоугольной параболической модели и разложении модифицированного пропагатора однонаправленного волнового уравнения в операторный ряд Фурье. Рассмотрена задача фокусировки ультразвукового пучка, создаваемого излучателем с параметрами, характерными для устройств неинвазивной ультразвуковой хирургии, в среде с плавной неоднородностью, имитирующей неоднородности мягких биологических тканей. Выполнен поиск оптимальных значений свободных параметров модифицированного пропагатора, позволяющих получить наименьшую ошибку аппроксимации пропагатора рядом Фурье c конечным числом гармоник. Проведено сравнение результатов моделирования, полученных на основе разработанного метода и с использованием эталонной полноволновой псевдоспектральной численной модели “k-Wave”.

39 0